(57)【要約】  色差が少ないガラス導光板及びその製造方法を提供する。本発明による導光板は、ＳｉＯ２  ７０〜８５ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３  ５〜２０ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜５ｗｔ％、Ｒ２Ｏ  １〜７ｗｔ％（ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち少なくともいずれか一種）、Ｆｅ２Ｏ３  ０〜０．００５ｗｔ％、及び色差調節のための遷移金属酸化物＜０．００２ｗｔ％を含むガラスを含む。
2019510715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＯ２  ７０〜８５ｗｔ％、
Ｂ２Ｏ３  ５〜２０ｗｔ％、
Ａｌ２Ｏ３  ０〜５ｗｔ％、
Ｒ２Ｏ  １〜７ｗｔ％（ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち少なくともいずれか一種）、
Ｆｅ２Ｏ３  ０〜０．００５ｗｔ％、及び
色差調節のための遷移金属酸化物＜０．００２ｗｔ％を含むガラスを含む導光板。
【請求項２】
前記ガラスの酸化還元比が、０．３以上である請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記ガラスの酸化還元比が、０．５以上である請求項１に記載の導光板。
【請求項４】
前記遷移金属酸化物が、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５またはＭｎＯである請求項１から３のいずれか一項に記載の導光板。
【請求項５】
前記遷移金属酸化物がＣｕＯであり、５〜１５ｐｐｍ含まれる請求項１から４のいずれか一項に記載の導光板。
【請求項６】
５００ｍｍ導光時の色差が、＋０．０１５〜−０．０１５である請求項１から５のいずれか一項に記載の導光板。
【請求項７】
５００ｍｍ導光時の色差が、＋０．０１０〜−０．０１０である請求項１から５のいずれか一項に記載の導光板。
【請求項８】
導光距離が５００ｍｍ以上において、可視光波長における吸収を有する請求項１から７のいずれか一項に記載の導光板。
【請求項９】
基本ガラス組成物から実験用導光板を製造する段階と、
前記実験用導光板において、光導波によって相対的に光の吸収が少ない波長を確認する段階と、
前記波長を選択的に吸収できる遷移金属酸化物を前記基本ガラス組成物にさらに含ませてガラスを製造し、前記ガラスを含む導光板を製造する段階と、を含む、導光板の製造方法。
【請求項１０】
前記基本ガラス組成物が、
ＳｉＯ２  ７０〜８５ｗｔ％、
Ｂ２Ｏ３  ５〜２０ｗｔ％、
Ａｌ２Ｏ３  ０〜５ｗｔ％、
Ｒ２Ｏ  １〜７ｗｔ％（ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち少なくともいずれか一種）、及び
Ｆｅ２Ｏ３  ０〜０．００５ｗｔ％を含む請求項９に記載の導光板の製造方法。
【請求項１１】
前記遷移金属酸化物が、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５またはＭｎＯである請求項９または１０に記載の導光板の製造方法。
【請求項１２】
前記遷移金属酸化物が、＜０．００２ｗｔ％含まれる請求項９から１１のいずれか一項に記載の導光板の製造方法。
【請求項１３】
前記遷移金属酸化物が、ＣｕＯであって５〜１５ｐｐｍ含まれる請求項９から１２のいずれか一項に記載の導光板の製造方法。
【請求項１４】
前記実験用導光板及び光源を含むバックライトユニットを製造して液晶パネルと集積した後、前記光源からの光を導波させて前記波長を確認する請求項９から１３のいずれか一項に記載の導光板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス導光板及びその製造方法に関し、より詳しくは、色差が改善したガラス導光板及びその製造方法に関する。
【０００２】
本出願は、２０１６年６月１３日出願の韓国特許出願第１０−２０１６−００７３３３２号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
通常、ノートブックＰＣ、デスクトップコンピューター、ＴＶのようなディスプレイ装置には、軽薄短小化及び低消費電力が実現可能な長所から液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が主に用いられている。ところが、ＬＣＤは、自ら光を出す素子ではなく受光素子であるため、液晶画面に加えてバックライトユニットを必要とする。
【０００４】
図１は、従来技術によるＬＣＤの概略的な断面図である。
【０００５】
図１を参照すれば、従来のＬＣＤ１は、液晶パネル１０、バックライトユニット２０、カバーバトム（ｃｏｖｅｒ  ｂｏｔｔｏｍ）３０、ガイドパネル４０及び上部ケース５０を含む。
【０００６】
液晶パネル１０は、液晶層を挟んで相互対向して合着した薄膜トランジスタ基板１２及びカラーフィルタ基板１４で構成される。また、液晶パネル１０の下面及び上面には、偏光部材１６、１８が付着し得る。そして、バックライトユニット２０は、反射シート２１、液晶パネル１０に光を提供する光源２３、導光板２５、複数枚の光学シート２７及び光源２３を支持するハウジング２９を含む。
【０００７】
カバーバトム３０は、内部に収納空間が形成され、光源２３、反射シート２１、導光板２５及び光学シート２７を収納するとともにガイドパネル４０を支持する。前記ガイドパネル４０は、液晶パネル１０を支持するためのものであって、図１に示したように、液晶パネル１０を支持するパネル支持部及びバックライトユニット２０を囲む側壁からなり得る。上部ケース５０は、液晶パネル１０の上面の端部を囲むとともに、ガイドパネル４０及びカバーバトム３０の側面を囲む。
【０００８】
ここで、導光板２５は、前記光源２３から入射する光を液晶パネル１０の方向へ出射するためのものであって、主にポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙ  Ｍｅｔｈｙｌ  ＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ， ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（Ｐｏｌｙ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ，ＰＣ）のような高分子素材から形成される。導光板２５は、バックライトユニット２０の部品のうち、側面光源２３から出る光の損失を最小化しながら上面方向へ均一に分散して面光源にする核心部品である。
【０００９】
ところが、従来、導光板２５に主に使用する物質であるＰＭＭＡは、高温（９０℃）で形態が変形し、有害な揮発性有機化合物などが発生するという問題点がある。そして、熱膨脹係数（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ，ＣＴＥ）が約５０〜１００×１０−６／Ｋで高く、液晶パネル１０の非表示領域であるベゼル部分の幅を減少させることに限界がある。それだけでなく、高分子であることから機械的強度が低く、これを補強するための金属フレームであるガイドパネル４０をさらに用いている。また、ＰＭＭＡは、バックライトユニット２０の内部で光学特性を発揮するために約３．５ｍｍの厚さが求められ、ＬＣＤ１の薄型化に限界となっている。
【００１０】
そこで、使用過程で高温環境が組成されても変形することなく、有毒気体が発生しないなどの高温安定性を有し、熱膨脹係数が低く、機械的強度が高くて金属フレームなどを必要とせず、ディスプレイ装置の薄型化に有利な導光板及びその製造技術が求められている。
【００１１】
現在、導光板の材料としてガラスを適用した新規製品についての研究が盛んでいる。通常、ガラスは、既存の高分子素材に比べて機械的物性、熱的耐久性に優れているが、素材自体の特性上、高分子に比べて光吸収が大きいことから、バックライトユニットの光を色変化なく均一に全面積へ伝達しにくい。
【００１２】
特に、ガラス導光板における色差改善が至急の問題である。導光板は、図１を参照して前述したように、導光板の側面に光源が位置して光が導波され、この際、光源から近い部分の色相と光源から遠い部分の色相とが、導光板内部の吸光要素によって差が発生することを色差という。ガラス導光板においては既存の高分子導光板に比べてこのような色差が著しい傾向がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、色差が少ないガラス導光板を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、このようなガラス導光板を製造する方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を達成するため、本発明による導光板は、ＳｉＯ２  ７０〜８５ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３  ５〜２０ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜５ｗｔ％、Ｒ２Ｏ  １〜７ｗｔ％（ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち少なくともいずれか一種）、Ｆｅ２Ｏ３  ０〜０．００５ｗｔ％、及び色差調節のための遷移金属酸化物＜０．００２ｗｔ％を含むガラスを含む。
【００１６】
このガラスは、酸化還元比（ｒｅｄｏｘ  ｒａｔｉｏ）が０．３以上であり、望ましくは０．５以上である。
【００１７】
前記遷移金属酸化物は、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５またはＭｎＯであり得る。
【００１８】
特に、望ましい実施例において、前記遷移金属酸化物はＣｕＯであり、５〜１５ｐｐｍ含まれ得る。
【００１９】
本発明による導光板は、５００ｍｍ導光時の色差が＋０．０１５〜−０．０１５であり、望ましくは、＋０．０１０〜−０．０１０である。
【００２０】
本発明による導光板は、導光距離の増加が５００ｍｍ以上において、可視光波長（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）における吸収を有する。
【００２１】
前記ガラスは、酸化還元比の調節のために、０．１ｗｔ％以下の炭素がさらに含まれたものであり得る。他の例として、前記ガラスは０．００１〜０．０５ｗｔ％の硫黄成分がさらに含まれたものであり得る。
【００２２】
望ましくは、前記ガラスにはＳｉＯ２が７５〜８５ｗｔ％含まれ得る。
【００２３】
また、前記ガラスにはＫ２Ｏ＞０．１ｗｔ％が含まれ得る。
【００２４】
また、前記ガラスは、清澄剤としてＳＯ３またはＣｌを０〜０．５ｗｔ％さらに含み得る。
【００２５】
前記導光板は、望ましくは、厚さが１．４ｍｍ以上２ｍｍ以下である。そして、本発明の導光板は、色補正のための光学フィルムの使用が不要である。また、前記ガラスには、入射光の散乱のためのパターン構造が形成されていることがある。
【００２６】
前記ガラスは、２ｍｍの厚さを基準に可視光（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）透過率が高分子導光板以上または９２％以上である。また、前記ガラスは屈折率が１．４９以下、望ましくは１．４７５以下であり、熱膨脹係数が１０×１０−６／Ｋ以下、望ましくは５×１０−６／Ｋ以下である。前記ガラスの密度は２．０ｇ／ｃｍ３以上、望ましくは２．２ｇ／ｃｍ３以上であり得、２．５ｇ／ｃｍ３以下であり得る。ガラス転移温度は５００℃以上、望ましくは５２０℃以上であり得る。生産の便宜のために、前記ガラスの作業温度（粘度１０４ｄＰａｓにおける温度）は１，２７０℃以下であることが望ましく、１，２５０℃以下であることがより望ましい。前記ガラスを含む導光板は、既存の高分子材質の導光板に比べて優れた機械的剛性を付与するために適用されることで、前記ガラスの弾性係数（ヤング率）は６０ＧＰａ以上、望ましくは６５ＧＰａ以上であり得る。前記ガラスのポアソン比（横縦変形比）は０．２３以下、望ましくは０．２以下であり得る。強化処理していない母ガラス状態での曲げ強度は、最小２０ＭＰａ以上、望ましくは２５ＭＰａ以上であり得る。前記組成のガラスを化学的に強化させたガラスも導光板に含まれ得る。
【００２７】
本発明は、本発明による導光板を含むディスプレイ装置にまで拡張する。このディスプレイ装置は、望ましくはＬＣＤである。
【００２８】
本発明による導光板の製造方法は、基本ガラス組成物から実験用導光板を製造する段階と、前記実験用導光板において、光導波によって相対的に光の吸収が少ない波長を確認する段階と、前記波長を選択的に吸収できる遷移金属酸化物を前記基本ガラス組成物にさらに含ませてガラスを製造し、前記ガラスを含む導光板を製造する段階と、を含む。
【００２９】
ここで、前記基本ガラス組成物は、ＳｉＯ２  ７０〜８５ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３  ５〜２０ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜５ｗｔ％、Ｒ２Ｏ  １〜７ｗｔ％（ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち少なくともいずれか一種）、及びＦｅ２Ｏ３  ０〜０．００５ｗｔ％を含むものであり得る。
【００３０】
前記遷移金属酸化物は、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５またはＭｎＯであり、前記遷移金属酸化物は＜０．００２ｗｔ％含まれ得る。
【００３１】
特に望ましい実施例において、前記実験用導光板及び光源を含むバックライトユニットを製造して液晶パネルと集積した後、前記光源からの光を導波させて前記波長を確認する。
【００３２】
本発明による導光板は、前記基本ガラス組成物に前記遷移金属酸化物をさらに含ませてガラス原料を組み合わせて溶融する段階と、溶融したガラス原料を溶融錫フロートバス（ｆｌｏａｔ  ｂａｔｈ）を用いるフロート（ｆｌｏａｔ）法によって成形する段階によって製造することができる。
【００３３】
そして、前記ガラス導光板を化学的に強化する段階を更に含み得る。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、高温安定性を有し、既存の高分子材質の導光板と金属フレームを代替できる機械的物性を有し、より薄い厚さかつ優れた光学的特性を有する組成のガラス導光板を提供することができる。
【００３５】
本発明による導光板は剛性が大きいため、既存にＬＣＤモジュールの機械的剛性を維持するために使用すべきであったカバーバトムまたはこれを代替するＡＣＭ（ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）またはＧＣＭバックカバー（ｂａｃｋ  ｃｏｖｅｒ）の削除が可能である。または、既存のＡＣＭ、ＧＣＭを代替できるフィルム、高分子、プラスチック、金属などの適用が可能である。
【００３６】
そして、このようなガラス導光板は、熱膨脹係数が小さいため、外部の温度変化に対して膨張率が小さくて変形が殆どなく、ベゼル部分の幅を減少させるのに有利である。
【００３７】
特に本発明においては、色差の改善のための遷移金属酸化物を含むようにすることでガラス導光板の色差を減らすことができる。これによって、バックライトユニットの光を色変化なく均一に全面積に亘って伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【００３９】
【図１】従来技術によるＬＣＤの概略的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例による導光板の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施例による導光板の構造を示す断面図である。
【図４】図２の導光板を含むＬＣＤの断面図である。
【図５】本発明によるガラス導光板の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】導光板の色差を説明するための図である。
【図７】図６の導光板と光源を含むＬＣＤにおける色座標の例である。
【図８】ガラスの製造段階を説明するためのフローチャートである。
【図９】フロート法を用いた板ガラス製造装置の断面模式図である。
【図１０】ＣｕＯ含量によるガラス導光板のｘ方向色差（ｄＣｘ）グラフである。
【図１１】ＣｕＯ含量によるガラス導光板のｙ方向色差（ｄＣｙ）グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。しかし、本発明による実施例は多くの他の形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施例に限定されると解釈されてはならない。本発明の実施例は当業界で通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。図面における要素の形状などは、より明確な説明を強調するために誇張されており、同一の参照番号は同一の構成要素を示す。
【００４１】
本願に開示された全ての範囲は、開始及び終結範囲値を含み、この範囲内に含まれる任意および全ての下位範囲を含むことと理解されるべきである。例えば、「１〜１０」と言及された範囲は、最小値１から最大値１０の間における任意及び全ての下位範囲（終結値を含む）、即ち、最小値１以上から始めて最大値１０以下で終決する全ての範囲（例えば、５．５〜１０）を含むことに解釈されるべきである。
【００４２】
特に明記しない限り、組成物の量についての任意の言及は、最終ガラス組成物の総重量を基準にする「ｗｔ％」とする。本願に開示のガラス組成物の「総鉄」の含量は、実存する形態に拘わらず、標準分析慣行によるＦｅ２Ｏ３の用語として表現される。同様に、第１状態の鉄の量は、実際にガラス中にＦｅＯとして存在できないとしても、ＦｅＯとして報告される。用語「酸化還元」、「酸化還元比」または「鉄の酸化還元比」とは、第２状態の総鉄（Ｆｅ２Ｏ３で表される）の量で割った第１状態の鉄（ＦｅＯで表される）の量を意味する。
【００４３】
図２は、本発明の一実施例による導光板の構造を示す断面図である。
【００４４】
図２を参照すれば、本実施例によるガラス導光板１００は、プレート形状のガラス１１５からなる。ここで、プレートとして記述したが、ディスプレイ装置の薄型化のためにガラス１１５は、シートまたはフィルム状として形成され得る。導光板の少なくともいずれか一面には、パターンが形成され得る。例えば、ガラス１１５の下面には、ガイドされた光が上部へ出射できるように散乱パターン（図示せず）が形成され得る。
【００４５】
特に、本実施例の導光板１００を構成するガラス１１５の組成は、ＳｉＯ２  ７０〜８５ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３  ５〜２０ｗｔ％、Ａ１２Ｏ３  ０〜５ｗｔ％、Ｒ２Ｏ  １〜７ｗｔ％（ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち少なくともいずれか一つ）、Ｆｅ２Ｏ３  ０〜０．００５ｗｔ％及び色差調節のための遷移金属酸化物＜０．００２ｗｔ％を含む。また、清澄剤としてＳＯ３またはＣｌを０〜０．５ｗｔ％さらに含み得る。
【００４６】
導光板１００を構成するガラス１１５は、０．３以上、望ましくは０．５以上の酸化還元比を有する。当業者が理解するように、酸化還元比は、ガラス内における鉄分の存在形態であって、ＦｅＯ／ガラス中の全体鉄分値として定義され、このような酸化還元比は、第２鉄（Ｆｅ３＋）を第１鉄（Ｆｅ２＋）に還元することで増加できる。
【００４７】
前記のような鉄分含量の組成において、酸化還元比を０．５以上にすると、導光板としての利用時、ｘ方向、ｙ方向の色差が改善する。しかし、酸化還元比をあまりにも大きくすると、強い還元雰囲気下で鉄分イオンはガラス内の硫黄（Ｓ）などの不純物とＦｅＳという化合物を形成し、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋イオンの光学特性と全く異なる光学特性を示すようにする。このように形成されたＦｅＳ化合物は、ガラスに琥珀色着色（Ｇｏｌｄ−ａｍｂｅｒ  ｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ）を起こし、ガラスの透過性能を低下させる。そこで、望ましくは、本発明においては、酸化還元比を０．５〜０．８に制御する。
【００４８】
酸化還元比の制御は、還元剤として硫黄または炭素のような成分を添加するか、または、原料溶融、精製条件及び／または徐冷条件を調節することで達成することができる。
【００４９】
例えば、ガラス原料に０．１ｗｔ％以下の炭素を添加してガラス溶融物の酸化還元比を制御する。または、ガラス原料に０．００１〜０．０５ｗｔ％の硫黄成分を添加してガラス溶融物の酸化還元比を制御することもできる。
【００５０】
一方、 ガラス状態の高温ではＦｅ２＋の生成が多いため、高温で形成された酸化還元比を維持するために、ガラス生産時において、成形後、徐冷速度を速くして高温における酸化還元比の変化が起こらないようにすることができる。徐冷速度は１０℃／分〜４０℃／分にする。適切なガラスの徐冷は、ガラスの生産幅、厚さ、引出量によって決定される。徐冷速度が１０℃／分よりも遅ければ、高温における酸化還元比を維持しにくい。徐冷速度が４０℃／分よりも速ければ、ガラスに応力が誘発し得る。
【００５１】
導光板１００を構成するガラス１１５は、７０〜８５ｗｔ％のＳｉＯ２を含む。ＳｉＯ２はガラスを形成するネットワーク構造生成体酸化物であって、ガラスの化学的耐性を増加させ、ガラスの周辺材料と整合できる適切な熱膨脹係数を有させることに寄与できる。しかし、ＳｉＯ２が余りにも高く含有される場合、ガラスの溶融や成形が困難であり、粘性が上昇してガラスの清澄及び均質化が困難となる。また、熱膨脹係数が余りにも低くなり、ガラスが透明性を失いやすくなり得る。これに対し、ＳｉＯ２が余りにも低く含有される場合、化学的耐性が減少して密度が大きくなり、熱膨脹係数が大きくなって変形点が低下し得る。そこで、本発明による導光板１００を構成するガラス１１５は、７０〜８５ｗｔ％のＳｉＯ２を含み、望ましくは７５〜８５ｗｔ％のＳｉＯ２を含み、最も望ましくは８０〜８５ｗｔ％のＳｉＯ２を含む。このようなＳｉＯ２組成範囲において、導光板としての製造及び使用に適した程度の化学的耐性、熱膨脹係数、密度などを得ることができる。
【００５２】
また、ガラス１１５は、Ｂ２Ｏ３を５〜２０ｗｔ％含み得る。Ｂ２Ｏ３は、ガラスのネットワーク構造生成体酸化物であって、ガラスの溶解反応性を良くし、熱膨脹係数を小さくし、また、耐失透性を向上させ、耐ＢＨＦ性のような化学的耐性を良くし、密度を低めることに寄与できる（ＢＨＦ：ＳｉＯｘやＳｉＮｘのエッチングのためのバッファードフッ酸、フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）。しかし、Ｂ２Ｏ３が余りにも高く含有される場合、ガラスの耐酸性が劣り得、密度が高くなって変形点が低くなって耐熱性が劣化し得る。そこで、ガラス１１５は、５〜２０ｗｔ％のＢ２Ｏ３を含み、望ましくは、８〜１５ｗｔ％のＢ２Ｏ３を含み、最も望ましくは、８〜１４ｗｔ％のＢ２Ｏ３を含む。このようなＢ２Ｏ３の組成範囲は、比較的高いＳｉＯ２含量によって、低下した溶融性を補い、導光板としての製造及び使用に適した化学的耐性、耐熱性、熱膨脹係数が得られるようにする。
【００５３】
また、ガラス１１５は、Ａｌ２Ｏ３を０〜５ｗｔ％含み得る。Ａｌ２Ｏ３はガラスの高温粘度、化学安定性、耐熱衝撃性などを増加させ、変形点及びヤング率などを高めることに寄与できる。しかし、Ａｌ２Ｏ３は余りにも高く含有される場合、耐失透性、耐塩酸性及び耐ＢＨＦ性を低下させ、粘度を増加させ得る。一方、Ａｌ２Ｏ３が余りにも低く含有される場合、その添加効果がまともに達成されにくく、ヤング率が低くなり得る。そこで、ガラス１１５は、０〜５ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３を含み、望ましくは１〜５ｗｔ％、さらに望ましくは２〜３ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３を含む。このようなＡｌ２Ｏ３の組成範囲とすることで、導光板としての使用に適した程度の弾性係数、化学安定性、耐熱衝撃性など、機械的な剛性部分から希望する物性を得ることができる。
【００５４】
また、ガラス１１５は、Ｒ２Ｏを１〜７ｗｔ％含み得る（ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち少なくとも何れか一つである）。特に、Ｒ２ＯのうちＫ２Ｏは＞０．１ｗｔ％であり得る。
【００５５】
Ｒ２Ｏは、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）溶液など中での化学強化処理工程時にイオン交換される成分であり、ガラスの溶融性、成形性または耐失透性を向上させ、ガラスの高温粘度を低下させて、クラック発生率を低減させることに寄与できる。しかし、Ｒ２Ｏが余りにも高く含有される場合、ガラスの熱膨脹係数が大きくなりすぎて周辺材料と整合しにくく、耐失透性及び耐熱衝撃性が低下し得る。一方、Ｒ２Ｏが余りにも低く含有される場合、その添加効果が達成されにくく、化学強化処理工程でイオン交換性能が劣り得る。そこで、ガラス１１５は、３〜７ｗｔ％のＲ２Ｏを含み、望ましくは３．５〜６ｗｔ％のＲ２Ｏを含み、最も望ましくは３〜５ｗｔ％のＲ２Ｏを含む。このようなＲ２Ｏ組成範囲から導光板としての製造及び使用に適した程度の溶融性、成形性、耐熱衝撃性、イオン交換性能などを得ることができる。
【００５６】
特に、Ｋ２Ｏは、ガラスの高温粘度を低下させ、ガラスの溶解性や成形性を向上させると共に、耐失透性を改善させる成分である。しかし、Ｋ２Ｏの含有率が余りにも高くなれば、熱膨脹係数が余りにも大きくなる。そこで、Ｋ２Ｏは０．１ｗｔ％よりも多くする。望ましくは、Ｋ２Ｏの含量が０．１ｗｔ％超過１ｗｔ％以下である。このようなＫ２Ｏの組成範囲は、導光板としての適切な屈折率（高すぎず反射性を高めない程度）を有させる。
【００５７】
特に、このような組成のガラス１１５は、Ｆｅ２Ｏ３  ０〜０．００５ｗｔ％である低鉄分ガラスである。一般的に、透明なガラスであるとしても淡い緑色を帯びる特性がある。これは、ガラスに鉄分（Ｆｅ）が含まれているためであり、ガラスの基本的な原料である珪砂には少量の鉄分が含まれている。通常のガラスに比べてより透明なガラスを得るためには、原料に含まれている鉄分を除去しなければならず、鉄分の除去されたガラスは自体の色がほとんど存在せず透明であるといえる。Ｆｅ２Ｏ３＜０．００５ｗｔ％のために不純物の精製工程が必要となり得る。Ｆｅ２Ｏ３を除去することが最も望ましいが、Ｆｅ２Ｏ３の精製には高費用がかかるため、Ｆｅ２Ｏ３の含量は、０．００５ｗｔ％未満にすることが望ましく、可能であれば、０．００３ｗｔ％未満にすることがさらに望ましい。Ｆｅ２Ｏ３の含量が少ないことから、ガラスが変色しないため、このようなガラス１１５を含む導光板１００は、色補正のための光学フィルムの使用が不要となる。
【００５８】
特に、導光板１００のガラス１１５は、色差を減らすために、色差調節のための遷移金属酸化物＜０．００２ｗｔ％を含むように制御されたガラス組成物から製造される。遷移金属酸化物は、その種類によって特定色相の光を吸収する特性がある。前記遷移金属酸化物の代表的な例には、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５またはＭｎＯが挙げられる。例えば、ソーダ石灰ガラス内で、ＮｉＯは４５０〜９３０ｎｍの波長を吸収し、ＣｏＯは２５０〜６００ｎｍの波長を吸収し、ＣｕＯは４５０〜７８０ｎｍの波長を吸収し、 Ｃｒ２Ｏ３は４５０〜６５０ｎｍの波長を吸収し、Ｖ２Ｏ５は３５０ｎｍの波長を吸収し、ＭｎＯは４３０ｎｍの波長を吸収する。
【００５９】
このような遷移金属酸化物は、既存のガラス分野において着色酸化物として知られており、透明ガラスの製造のためにはその含有量をなるべく減少させることが望ましいということだけが知られている。本発明においては、返ってこのような遷移金属酸化物の光吸収特性を用いて、優先的に導光板を構成するガラス、ＬＥＤのような光源、集積した素子形態としてのＬＣＤモジュールの光特性から吸収が必要な特定波長を定義し、該当の波長の光を吸収できる遷移金属酸化物を極微量添加することで、光学的特性のうち、ガラス導光板において重要とされる色差を最小化する。従来、透明ガラスのために含有量を極度に制限するか、または逆に特定の色を出すために一定量以上を含有させる技術とは違って、本発明においては、導光板ガラスから吸収が少ない波長を見つけた後、その波長を吸収できる遷移金属酸化物を返って添加することで、ガラスの色変化なく色差改善という予測不可能な著しい効果をもたらす。
【００６０】
特に望ましい実施例において、導光板のガラスがＳｉＯ２及びＢ２Ｏ３を主成分とするホウケイ酸ガラスであり、光源が通常の白色ＬＥＤであるとき、赤色波長を吸収する必要があると判断される場合、前記遷移金属酸化物はＣｕＯであって５〜１５ｐｐｍ含まれ得る。このような遷移金属酸化物を選択して含ませることについては、本発明による導光板の製造方法において詳しく説明する。
【００６１】
このように、このような組成のガラス１１５を含む導光板１００を用いれば、使用過程で光源によって高温環境が造成されるとしても揮発性有機化合物などが排出されず、外部の湿気や熱によって変形しにくいといったガラスの長所を活用することができる。本発明が提案するこのような導光板１００は、機械的強度に優れている。
【００６２】
特に、導光板１００は、ガラス内の鉄分の含量を低く制御して輝度を維持することができ、色差を減らすための遷移金属酸化物の追加によって組成を制御したガラス１１５を含むものである。このような導光板１００をＬＣＤモジュールに適用すれば、既存の高分子素材水準以上に輝度及び色差性能を満足させることができる。
【００６３】
前記のような遷移金属酸化物の追加によって、導光板１００は５００ｍｍ導光時の色差が＋０．０１５〜−０．０１５であり得、望ましくは＋０．０１０〜−０．０１０である。そして、導光板１００は、導光距離の増加によって５００ｍｍ以上において、可視光波長（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）における吸収を有する。
【００６４】
導光板１００用のガラス１１５は、内部及び表面に、欠点（気泡、脈理、包有物、窪み、傷など）があってはいけない。このために、ガラス導光板の製造方法においては、清澄剤を添加してガラスを溶解して清澄する。ガラス１１５は、清澄剤としてＳＯ３またはＣｌを０〜０．５ｗｔ％さらに含み得る。この含有量は、ガラス原料における投入量ではなく、ガラス融液中に残存する量であり、製造後のガラスに存在する量である。このような清澄剤及び含量は、ガラス原料の溶解時における清澄効果を向上させ、清澄後の撹拌時に発生し得る再沸騰気泡の発生を抑制する。また、清澄剤を含むことにより酸化還元比が変わり得るため、清澄剤の種類及び量を適切に決定する。
【００６５】
ガラス１１５は、厚さが２ｍｍ以下であることがＬＣＤの薄型化の面から望ましい。前記ガラス１１５の組成は、２ｍｍ厚さの導光板１００を基準に、可視光（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）の透過率が高分子導光板以上または９２％以上になるよう、屈折率が１．４９以下になるよう、熱膨脹係数が１０×１０−６／Ｋ以下になるように、上述の範囲内で調整され得る。望ましくは、屈折率が１．４７５以下であり、熱膨脹係数が５×１０−６／Ｋ以下である。このような低い熱膨脹係数は、温度変化にもガラス１１５の寸法が大きく変わらないようにする。ガラス１１５が高い温度に露出しても、変形が起こりにくいため、ガラス１１５を高い温度範囲においても処理することができて、活用範囲が拡張する。
【００６６】
ガラス１１５の密度は、２．０ｇ／ｃｍ３以上、望ましくは２．２ｇ／ｃｍ３以上であり得る。そして、２．５ｇ／ｃｍ３以下であり得る。このような実施例によれば、ガラスの密度が低くてガラス製品の軽量化を図ることに容易となる。特に、ガラスが適用される装置の大型化につれ、ガラスの面積が次第に増加しつつある状況で、ガラスの密度が低くなれば、ガラスの自体荷重による反り現象を減らし、ガラスが適用された装置の重さを減らすことができる。
【００６７】
ガラス１１５のガラス転移温度（ｇｌａｓｓ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，Ｔｇ）は、５００℃以上、望ましくは、５２０℃以上であり得る。このようなガラス転移温度は、通常の高分子に比べて非常に高いため、耐熱性に優れていることを意味する。
【００６８】
生産の便宜のために、ガラス１１５の作業温度Ｔ４（粘度１０４ｄＰａｓにおける温度）は、１，２７０℃以下であることが望ましく、１，２５０℃以下であることがさらに望ましい。このような実施例によれば、ガラスの加工温度に係わるＴ４が低いため、ガラスの加工が容易となり、ガラスの加工に必要なエネルギー及び時間を節減することができる。
【００６９】
導光板１００は、既存の高分子材質の導光板に比べて優れた機械的剛性を付与するために適用されるため、導光板１００を構成するガラス１１５の弾性係数（ヤング率）は、６０ＧＰａ以上、望ましくは、６５ＧＰａ以上であり得る。このような実施例によれば、弾性係数が大きいので、厚さを薄くしても希望する機械的強度を得ることができる。
【００７０】
ポアソン比とは、物体に垂直応力が作用するときに発生した横変形率（ｌａｔｅｒａｌ  ｓｔｒａｉｎ，εｄ）対縦変形率（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｕａｌ  ｓｔｒａｉｎ，εｌ）の比を意味し、言い換えれば、長さ増加に対する横の減少比を意味する。単純引張応力が加えられるときに完全な非圧縮性固体のポアソン比は０．５であり、鋼鉄に対しては約０．３、コンクリートの場合は０．１〜０．２、コルクはほぼ０に近い値を有する。本発明の導光板１００のポアソン比（横縦変形比）は０．２３以下、望ましくは０．２以下であり得る。
【００７１】
ガラスの中央張力、圧縮応力は、ポアソン比、熱膨脹係数、弾性係数などに係わる。このような範囲のポアソン比、そして前述の範囲の熱膨脹係数と弾性係数は、ガラスの中央張力と圧縮応力が、導光板という部品としての使用に適した程度になるようにする範囲である。
【００７２】
強化処理していない母ガラス状態におけるガラス１１５の曲げ強度（ｆｌｅｘｕｒａｌ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）は、最小２０ＭＰａ以上、望ましくは２５ＭＰａ以上であり得る。このような実施例によれば、曲げ強度が大きいことから曲げられにくくて、薄型化することができる。
【００７３】
このようなポアソン比、熱膨脹係数、弾性係数及び曲げ強度の範囲で、ガラス１１５は、厚さが２ｍｍ以下であっても導光板１００としての機械的強度を維持する。望ましくは、強化処理していない母ガラス状態であれば、ガラス１１５の厚さは１．６ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲に調節でき、ＬＣＤの薄型化の面で非常に有利である。
【００７４】
また、このような組成のガラスを化学的に強化させた強化ガラスを導光板１００として用いることもできる。このような強化ガラスは、圧縮応力層の厚さ（ＤＯＬ）が１０μｍを超過し得る。即ち、本発明による導光板は、化学的強化処理したとき、形成された圧縮応力層の厚さが１０μｍを超過し得る。より望ましくは、前記圧縮応力層の厚さは２０μｍを超過し得る。さらに望ましくは、前記圧縮応力層の厚さは３０μｍを超過し得る。このような実施例によれば、圧縮応力層の厚さが厚いので、強化ガラスの機械的強度が向上する。特に、圧縮応力層の厚さが厚ければ、ある程度の深さの損傷にもガラスが破損しない。
【００７５】
このように化学強化処理まで行ったガラス１１５であれば、厚さが１．６ｍｍ以下であっても導光板１００としての機械的強度を維持できる。圧縮応力層の厚さと圧縮強度によって変わることはあるが、化学強化処理まで行ったガラス１１５の厚さは、１．４ｍｍ以上１．６ｍｍ以下の範囲に調節でき、ＬＣＤの薄型化の面でさらに有利である。
【００７６】
特に、上記のような組成のガラス１１５を用いた導光板１００は、低い鉄分含量のガラスであるため、色補正のための光学フィルムの使用が不要である。既にガラス材質の導光板が提案されてはいるが、既存のガラス組成は、光源の光が入射する入光部と、入光部の反対側である反入光部との色座標差及び色感差（いわゆる、色差）が発生するようになり、ＬＣＤの画像が不良になるという問題点があった。しかし、本発明によれば、このような問題が生じず、色補正のための光学フィルムの使用が一切不要である。
【００７７】
導光板１００は、ＬＣＤのバックライトユニットにおいて、側面から入射する光を拡散させて前面方向へ照射する構成要素である。したがって、導光板１００の下面には、入射光を拡散させて前面方向に照射する光学パターン（図示せず）が形成され得る。前記光学パターンは、凹凸化またはビード（ｂｅａｄ）粒子の膜コーティングなどによって行われ得る。従来は、ＰＭＭＡを食刻するか、ＰＭＭＡに高分子膜をコーティングすることでこのような光学パターンを形成したが、ガラス１１５の製造後、レーザー食刻によってこのような光学パターンを形成するか、または、高分子パターンをガラスの表面にプリントすることで、このような光学パターンを形成することができる。
【００７８】
図３は、本発明の他の実施例による導光板の構造を示す断面図である。
【００７９】
図３を参照すれば、導光板１００'がガラス１１５を含むことは前述の実施例と同一であるため、これについての詳細な説明は省く。
【００８０】
一方、導光板１００'は、側面における光損失を最小化するために、光が入射する面（本実施例では、左側面）を除いた他の面に反射膜をさらに含み得る。例えば、ガラス１１５の側面と下面に酸化チタン（ＴｉＯ２）と金属膜との組合せでコーティングして、側面反射膜１１６及び下面反射膜１１７を形成することができる。この時、前記金属膜は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）またはクロム（Ｃｒ）などの金属をコーティングして形成できる。
【００８１】
なお、図示していないが、他の例として、ガラス１１５の光が入射する面は、内側へ凹んだ構造を有し得る。このようにガラス１１５の光入射面の表面積が広くなる構造を有すれば、光源によって入射する光の表面積を広げて輝度を高めることができるという長所がある。
【００８２】
凹んだ構造を形成するためには、適切な構成機械を用いてプレスするか、スタンプのように適した構成機械（ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）を利用してローリングする方法などを利用することができ、ガラス１１５は粘性（ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）が前記目的に適する温度まで加熱され、前記温度は、ガラスの連火点（ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）と作用点（ｗｏｒｋｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）との間となる。前記のような種類の構造は、他の製造方法から得ることができ、例えば、打出（ｓｔａｍｐｉｎｇ）、エッチング、機械加工（ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）、化学エッチング（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｅｔｃｈｉｎｇ）またはレーザー研磨（ｌａｓｅｒ  ａｂｌａｔｉｏｎ）によって得られる。また、必要な構造が高温モールディングまたは形成処理過程（ｆｏｒｍｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）によってガラス製造過程の溶融ガラスから直接的に得られることも可能である。
【００８３】
このような導光板１００、１００'は、ＬＣＤのバックライトユニットに含まれる。
【００８４】
図４は、図２の導光板１００を含むＬＣＤの断面図である。
【００８５】
図４を参照すれば、ＬＣＤ２００は、上部偏光フィルム１１０及び下部偏光フィルム１３０を備える液晶パネル１２０を含む。液晶パネル１２０は、既存のＬＣＤと同様に液晶層を挟んで相互対向して合着した薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板とで構成できる。下部偏光フィルム１３０に加え、二重輝度向上フィルム１３５（ＤＢＥＦ）がさらに備えられ得る。
【００８６】
液晶パネル１２０との間に所定間隔を置いてバックライトユニット１４０が備えられ、バックライトユニット１４０は、光学シート１５０、本発明による導光板１００、反射シート１６０及び光源（図示せず）を含み得る。液晶パネル１２０及びバックライトユニット１４０は、これらを側面から囲むミドルキャビネット（ｍｉｄｄｌｅ  ｃａｂｉｎｅｔ）１７０及び底面を支持するバックカバー１８０によって維持される。ミドルキャビネット１７０とバックカバー１８０との間に、空間を通じる水分浸透を防止するための接着フィルム１８５がさらに含まれ得る。
【００８７】
光源は、既存のＬＣＤと同様に光を出すことができる少なくとも一つのＬＥＤチップと、該ＬＥＤチップを収容するパッケージを含み得、このような光源は、回路基板の上に配置される（図１の２３参照）。このような光源は、導光板１００の角部または入光側面に配置され得る。このような光源は、液晶パネル１２０の大きさ及び輝度均一性などを考慮して、導光板１００の一側面、両側面、または四側面の全てに形成され得、導光板１００の角部のうち少なくとも一つに形成され得る。
【００８８】
導光板１００は、光源から放出された光を入光側面で受けて、出光面へ出射する。導光板１００は、光源から提供された光を液晶パネル１２０に均一に供給する。
【００８９】
光学シート１５０は、導光板１００の上部に配置され、導光板１００から伝達される光を拡散して集光する役割を果たす。光学シート１５０は、拡散シート、プリズムシート、保護シートなどを含み得る。拡散シートは、導光板１００から入射される光を分散させて光が部分的に密集することを防止することができる。プリズムシートは、一面に三角柱形状のプリズムが一定な配列を有して形成され得、拡散シートの上に配置されて拡散シートから拡散した光を液晶パネル１２０に垂直な方向に集光する役割を行うことができる。保護シートは、プリズムシートの上に形成され得、プリズムシートの表面を保護し、光を拡散させて光の分布を均一にすることができる。
【００９０】
反射シート１６０は、導光板１００とバックカバー１８０との間に配置され、導光板１００の下部に放出する光を液晶パネル１２０に向けるように反射させて光の効率を向上させる。
【００９１】
反射シート１６０は、例えば、ポリエチレンテレフタルレート（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ，ＰＥＴ）からなり、反射性を有し、その一表面は、例えば、二酸化チタンを含む拡散層でコーティングされ得る。なお、反射シート１６０は、例えば、銀（Ａｇ）のような金属を含む材質から形成できる。
【００９２】
図３を参照して説明した導光板１００'は、その自体として下面反射膜１１７を有するので、このようなＬＣＤの組立てにおいて、反射シート１６０を省略できるという効果もある。
【００９３】
図１を参照して説明したように、既存のＬＣＤ１は、液晶パネル１０を固定するためにガイドパネル４０及びカバーバトム３０を用いた。さらに薄いＬＣＤを作るためにＴＶ製造社の部品の追加なくＬＣＤモジュール自体によってＴＶ外観を成すようにする場合、本実施例のように、カバーバトムの代りに２．０〜２．５ｍｍ厚さのアルミニウム複合材（ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ，ＡＣＭ）やＧＣＭをバックカバー１８０として用い、縁を囲むアルミニウム素材のミドルキャビネット１７０を適用して剛性を維持することができる。
【００９４】
特に、本発明による導光板１００を用いれば、既存のＰＭＭＡ材質の導光板に比べて機械的剛性に優れているため、既存のカバーバトムを省略できるだけでなく、ひいては、図４の構造におけるバックカバー１８０も省略することができる。
【００９５】
ＡＣＭ、ＧＣＭのようなカバーバトム代替物質は、光源の光が透過できない不透明な特性を維持する。本発明による導光板１００は、ガラス１１５を含むため、透明である。また、このガラス１１５は、高温安定性を有し、既存の高分子材質の導光板と金属フレームを代替できる機械的物性を有するため、ＡＣＭやＧＣＭ材質のバックカバー１８０を省略する代りに、フィルム、高分子、プラスチックなどの薄い透明膜を適用することも可能となる。
【００９６】
そして、ガラス１１５からなる導光板１００の厚さが２ｍｍ以下になるため、ベゼル部分の厚さをさらに薄くすることができるという長所がある。これによって、全体的なＬＣＤモジュールの厚さを薄くして薄型化に非常に有利である。従来、ＰＭＭＡの厚さが約３．５ｍｍであることに比べて導光板厚さを４０％近く減少させることができる。そして、このようにベゼル部分を薄くしても導光板１００の熱膨脹係数が従来のＰＭＭＡの１／１０水準に小さいので、変形が発生しない。
【００９７】
このように本発明による導光板１００は、ＬＣＤ２００のための光源及びその他の光学材料とともに集積してバックライトユニット１４０を構成することができ、ＬＣＤモジュール構造の剛性維持のための別の構造が求められない。勿論、必要に応じて、フィルム、高分子、プラスチックなどの薄いフィルム膜、金属などをさらに適用することができる。
【００９８】
本発明によるディスプレイ装置は、上述したように、ＬＣＤであることが望ましく、上述の本発明による導光板を含む。
【００９９】
図５は、本発明による導光板の製造方法を示したフローチャートである。
【０１００】
先ず、基本ガラス組成物から実験用導光板を製造する（段階Ｓ１）。
【０１０１】
次に、前記実験用導光板から、実際製品に用いられる光源の光導波によって相対的に光の吸収が少ない波長を確認する（段階Ｓ２）。
【０１０２】
その後、前記波長を選択的に吸収できる遷移金属酸化物を前記基本ガラス組成物にさらに含ませてガラスを製造し、前記ガラスを含むガラス導光板を製造する（段階Ｓ３）。
【０１０３】
前記遷移金属酸化物は、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５または  ＭｎＯであり得、前記遷移金属酸化物は＜０．００２ｗｔ％含まれ得る。
【０１０４】
添加する遷移金属酸化物の選択は、任意に指定することではなく、ＬＥＤ光源及びディスプレイセット（Ｄｉｓｐｌａｙ  ｓｅｔ）に応じて吸収波長を定義し、特定波長を吸収する成分に選択しなければならない。遷移金属酸化物を添加する場合、ＣｕＯのように各元素が特定波長の光を吸収するようになる。
【０１０５】
図６は、導光板の色差を説明するための図である。
【０１０６】
図６を参照すれば、図１を参照して説明したように、導光板２０１の側面に光源２０５が位置する。導光板２０１は、前述のように、この側面光源２０５から出る光の損失を最小化しながら上面方向に均一に分散して面光源にしなければならないが、この際、光源２０５から近い部分２０２と光源２０５から遠い部分２０３との色相差が生じることを色座標差、即ち、色差という。このように色差は入光方向Ｉと同一方向に発生し、入光方向に色差勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）が存在するという問題がある。
【０１０７】
色差の原因は、導光板から起因したものと、ディスプレイ内部の光学器具から起因したものに分けられる。導光板から起因したものは、ガラス組成による光吸収とガラス内の不純物による光吸収に分けられ得、ディスプレイ内部の光学器具から起因したものは、偏光フィルム、拡散シート、プリズムシート、保護シート、ＬＣＤモジュールなど、集積したディスプレイ素子内の全ての光吸収要素によるものである。本発明においては、このような全ての要素による色差を減らす。
【０１０８】
図７は、図６の導光板２０１及び光源２０５を含むＬＣＤにおける色座標を例に挙げる。
【０１０９】
側面光源２０５、例えば、ＬＥＤの色座標が「ａ」位置であるとすれば、導光板２０１への適用時、光源２０５から近い部分２０２の色座標である「ｂ」の位置へ移動することは当然である。しかし、光源２０５から遠い部分２０３の色座標である「ｃ」の位置と「ｂ」の位置との差が大きければ、ディスプレイにおいて色相が違って現われるため、問題となる。
【０１１０】
実際には、導光板を構成するガラスの種類、光源の波長帯域などによって多様な色差が生じ得るが、図７においては、光源２０５より近い部分２０２から、光源２０５より遠い部分２０３の方向へ光が導波することによって、色座標が「ｂ」の位置から「ｃ」の位置へ赤色方向に変わるという問題が発生する場合を例に挙げた。即ち、光が導波することによって相対的に短波長（約５５０ｎｍ以下）領域の吸光がよく起こる場合を例に挙げた。
【０１１１】
本発明においては、最大限「ａ」の位置と「ｂ」の位置との色座標を同一に合わせるようにしている。そこで、本発明の段階Ｓ２及び段階Ｓ３は、図７のような色座標図面などによって実験用導光板から光導波によって相対的に光の吸収が少ない波長を確認し、その波長を選択的に吸収できる遷移金属酸化物を選択している。図７のような例の場合、光が導波することによって相対的に短波長（約５５０ｎｍ以下）領域の吸光がよく起こり、赤色波長の吸収が少ないため、赤色波長を吸収する成分、例えば、ＣｕＯを色差調節のための要素として選択するのである。そして、このような遷移金属酸化物の含量を決定するためには、含量が相異なるサンプルを製造した後、ｘ方向色差及びｙ方向色差の変化を観察し、許容される範囲内の色差をもたらす含量を選択すれば良い。
【０１１２】
特に望ましい実施例において、前記実験用導光板及び光源を含むバックライトユニットを液晶パネルと集積して実際のＬＣＤのように製造した後、前記光源からの光を導波させて前記波長を確認する。これによって、導光板のガラスのみならずＬＣＤのようなディスプレイ素子内で色差を起こす全ての要素が考慮される。
【０１１３】
望ましい実施例において、前記基本ガラス組成物は、ＳｉＯ２  ７０〜８５ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３  ５〜２０ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜５ｗｔ％、Ｒ２Ｏ  １〜７ｗｔ％（ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫの少なくともいずれか一種）、及びＦｅ２Ｏ３  ０〜０．００５ｗｔ％を含むが、他の種類のホウケイ酸ガラスやソーダ石灰ガラスを基本ガラスにすることもできる。
【０１１４】
本発明による方法のとおり、吸収が必要な波長を確認した後、段階Ｓ３では、図８のようなフローチャートに従って導光板用ガラスを製造して導光板として製造することができる。
【０１１５】
図８は、ガラスの製造段階を説明するためのフローチャートである。
【０１１６】
図８を参照すれば、先にガラスに含有される各成分の原料を目標の組成になるように組み合わせる（Ｓ１１０）。この際、Ｓ１１０段階では、基本ガラス組成物の原料成分を組み合わせ、段階Ｓ２で選択した遷移金属酸化物を添加する。この際、各原料の含量、清澄剤の条件などは、導光板の実施例で前述したとおりである。ガラス原料は、Ｎａ、Ｋ及びＬｉのようなアルカリ酸化物を含む公知の出発物質から得ることができる。
【０１１７】
次に、このように組み合わせられたガラス原料を、所定温度で、例えば、１，５００〜１，６００℃に加熱してガラス原料を溶融し（Ｓ１２０）、清澄工程を行った後、溶融したガラスを成形する（Ｓ１３０）。
【０１１８】
溶解工程Ｓ１２０では、図示していない溶解炉でガラス原料が加熱されて溶融ガラスが作られる。次に、清澄工程では、溶融ガラスが図示していない清澄槽で、溶融ガラス中の気泡が上述の清澄剤を用いて除去される。清澄工程では、清澄槽内の溶融ガラスが昇温することで、溶融ガラス中に含まれるＯ２、ＣＯ２またはＳＯ２などを含む気泡が、清澄剤の還元反応によって生じたＯ２を吸収して成長し、溶融ガラスの液面に浮び上がって放出される（脱泡工程）。また、清澄工程では、脱泡後、溶融ガラスの温度を低下させることで、清澄剤の還元反応によって得られた反応物の酸化作用によって、溶融ガラスに残存する気泡のうちＯ２が溶融ガラス中に吸収され、気泡が消滅する（吸収工程）。清澄剤による酸化反応及び還元反応は、溶融ガラスの温度を制御することで行われる。
【０１１９】
清澄の後、撹拌工程が行われる。撹拌工程においては、ガラスの化学的及び熱的均一性を維持するために、垂直に向けられた図示していない撹拌槽に溶融ガラスが通過する。撹拌槽に設けられた撹拌機よって溶融ガラスは撹拌されながら、垂直下方の底部へ移動して後続工程に誘導される。これによって、脈理などのガラスの不均一を改善することができる。
【０１２０】
次に、成形工程が行われる（Ｓ１３０）。この際、前記Ｓ１３０段階は、フロートバスを用いるフロート法によって行われる。
【０１２１】
このようにＳ１３０段階でガラスが成形されれば、成形されたガラスは、徐冷炉に移送されて徐冷過程を経る（Ｓ１４０）。
【０１２２】
それから、徐冷したガラスは、希望するサイズで切断されて研磨などの加工がさらに行われ、このような一連の過程によってガラス１１５及びこれを含む導光板１００、１００'として製造される。
【０１２３】
図９は、段階Ｓ１３０及びＳ１４０を行う板ガラスの製造装置の断面模式図である。
【０１２４】
図９を参照すれば、板ガラスの製造装置３００は、内部に溶融錫２２１が収容され、溶融ガラスが平板形態に成形されるフロートバス２２０、溶融ガラスが徐冷される徐冷炉（ｃｏｏｌｉｎｇ  ｆｕｒｎａｃｅ）２４０及びフロートバス２２０から溶融ガラスを引き出して溶融ガラスを徐冷炉２４０へ伝達するドロスボックス（ｄｒｏｓｓ  ｂｏｘ）２３０を含む。
【０１２５】
溶融ガラスは、フロートバス２２０の上流側から下流側に向けて移動しながら溶融錫２２１の表面でリボン形態の板ガラス２２２に成形され、フロートバス２２０の下流側に設定された離隔位置（ｔａｋｅ  ｏｆｆ  ｐｏｉｎｔ）でドロスボックス２３０に設けられたローラー２３１によって溶融錫２２１から遠ざかるように引き上げられ、ドロスボックス２３０を通して次の工程の徐冷炉２４０に向けて送り出される。
【０１２６】
徐冷炉２４０は、いくつかのセクションで構成されており、一つのセクションには図示したように、複数のローラー２４１が用いられ、ローラー２４１の下部空間には、ヒーター２４２が設けられている。徐冷炉２４０では、リボン形態の板ガラス２２２が捻れ及び反りが発生しないように温度制御されながら、ガラスの徐冷点以下まで冷却される。
【０１２７】
このような板ガラス製造装置３００は、大型平板の板ガラス２２２の製造が可能である。徐冷した板ガラス２２２をこのような板ガラス製造装置３００から取り出して希望するサイズに切断、研磨などの加工をさらに行うことで、ガラス１１５を製造することができ、このようなガラスを含むようにして導光板１００、１００'を製造することができる。大型平板の板ガラス２２２から複数の優れたガラス１１５を得ることができるため、導光板１００、１００'を高い生産性で製造することができる。
【０１２８】
以下、本発明を具体的に説明するために比較例及び実施例を挙げて詳しく説明する。但し、本発明による実施例は多くの他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が後述する実施例に限定されると解釈されてはならない。本発明の実施例は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【０１２９】
表１は、基本ガラス組成物を示す。
【表１】
2019510715.tif 000003
【０１３０】
このような基本ガラス組成物に対し、遷移金属酸化物としてＣｕＯを３，５，７ｐｐｍ添加したサンプルを製造し、色差を実験した。
【０１３１】
図１０は、ＣｕＯ含量によるガラス導光板のｘ方向色差（ｄＣｘ）グラフであり、図１１は、ｙ方向色差（ｄＣｙ）グラフである。
【０１３２】
図１０及び図１１に示したように、ＣｕＯの含量増加につれ、色差が負の方向に増加する。
【０１３３】
ＣｕＯの含量が０である場合（即ち、基本ガラス組成物である場合）ｄＣｘ、ｄＣｙがいずれも正の値を有することから、該当の値を負の方向へ変化させることができる含量のＣｕＯを選択すれば、色差が改善する。与えられた条件で、ＣｕＯの含量が５〜１５ｐｐｍである程度が色差の改善に有効であることを確認することができる。そして、ｄＣｘ、ｄＣｙの色差がいずれも０に近くなるＣｕＯの含量を選択することができ、本実験の場合、８ｐｐｍ程度となることが分かる。
【０１３４】
このような遷移金属酸化物の種類と含量は、与えられた基本ガラス組成物、実験に用いた光源の波長に依り、これらが変われば、当然、望ましい遷移金属酸化物の種類と含量が変わる。例えば、基本ガラス組成物において、ｄＣｘ、ｄＣｙが負の値を有すれば、該当の値を正の方向に変化させることができる含量の遷移金属酸化物を選択すれば、色差が改善する。
【０１３５】
以上、本発明の望ましい実施例について図示して説明したが、本発明は上述した特定の望ましい実施例に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者であれば、だれでも多様に変形できることは言うまでもなく、かかる変形は請求範囲内に含まれる。
【図１】
2019510715.tif 000004
【図２】
2019510715.tif 000005
【図３】
2019510715.tif 000006
【図４】
2019510715.tif 000007
【図５】
2019510715.tif 000008
【図６】
2019510715.tif 000009
【図７】
2019510715.tif 000010
【図８】
2019510715.tif 000011
【図９】
2019510715.tif 000012
【図１０】
2019510715.tif 000013
【図１１】
2019510715.tif 000014
【国際調査報告】
2019510715.tif 000015
2019510715.tif 000016
2019510715.tif 000017
2019510715.tif 000018